美国能源部橡树岭国家实验室 (ORNL) 的研究人员开发出一种碳纤维尖端，可为风力涡轮机叶片提供雷击保护。

叶片尖端正在 ORNL 碳纤维技术中心开发，包含两层标准玻璃纤维和一层低成本实验室开发的碳纤维，这种定制的导电碳纤维是将电能分散到叶片表面的关键。

研究人员还声明使用行业标准的设备和方法来证明该技术可以轻松地与现有的制造工艺相结合。

ORNL 研究员维平·库马尔 (Vipin Kumar) 表示：“我们没有足够的数据来了解雷击损害的真正范围，但我们知道这对工业和公用事业来说是一个问题。”

“我们知道风能是支持能源安全的可靠电力来源，但我相信我们可以采取任何措施使其更具弹性和可靠性，这很重要。”

众所周知，风力涡轮机叶片经常遭受雷击，但很少造成灾难性的后果。

尽管如此，人们认为它们会削弱叶片的内部损伤，随着时间的推移，这会增加维修成本，而且它们是叶片相关停机的第二大原因。

该项目采用新型材料建造了整个 2 米长的涡轮叶片尖端。随后，在密西西比州立大学的专门实验室中，对叶片尖端进行了模拟雷电强度测试，在隔离高压影响的测试后，叶片尖端完好无损。

在同一实验室进行的单独测试发现，孤立的大电流仍然具有破坏性。

碳纤维的成本通常限制了它在风力叶片承重结构中的使用，但 ORNL 为降低碳纤维成本所做的努力，可能使其在最常受雷击的叶片尖端用碳纤维替代玻璃纤维时具有经济性。

此次演示强调了使用导电材料或涂层保护叶片的新方法的可能性，进一步的创新正在研究中。

由于树脂占据了叶片尖端的大部分，因此包括使用导电性更强的树脂。

混合碳纤维复合材料叶尖的另一个显著优点是它的重量，比纯玻璃纤维叶尖轻约 41%，这为相同重量的更大叶片开辟了道路，并有可能产生更多的电力。

该方法还被认为具有防止雷击损坏飞机所用复合材料的潜力。